基于高通量测序的鸡粪堆肥过程细菌群落结构分析

为通过相关功能微生物的应用,提高鸡粪堆肥效率及产品质量,本研究以鸡粪和菌渣进行好氧堆肥35 d,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析鸡粪堆肥过程中细菌的群落结构动态变化。结果表明,在细菌门分类水平上,鸡粪堆肥过程中主要有厚壁菌门、拟杆菌门和盐厌氧菌门,其中厚壁菌门的相对丰度在鸡粪堆肥各时期均占主导地位,腐熟期相对丰度最高,拟杆菌门在腐熟期相对丰度最低,盐厌氧菌门在降温期相对丰度最高;在细菌纲分类水平上,鸡粪堆肥过程中主要有梭菌纲、芽孢杆菌纲和拟杆菌纲;α多样性相关分析表明,高温期堆肥中细菌菌群丰富度最高,群落多样性最大。综上,在鸡粪堆肥期间,细菌群落结构发生了明显变化。     

鸡粪-堆肥中重金属残留、抗生素耐药基因及细菌群落变化研究

研究鸡粪及其堆肥过程中养分变化、重金属残留、抗生素耐药基因消减情况以及细菌群落演替规律,探讨细菌菌群与养分、重金属、抗生素耐药基因之间的相关性。采集鸡粪及其堆肥过程样品,测定样品中养分、重金属含量,检测抗生素耐药基因相对丰度,采用16S rRNA高通量测序技术研究鸡粪堆肥过程细菌群落变化。从鲜鸡粪(组FM)到二次发酵(组SC),样品中有机质含量下降,全氮和全磷含量有不同程度增加,全钾及pH值显著升高(P0.05)。重金属在不同组中的浓度呈波动变化,与组FM相比,在组SC中砷(As)、镉(Cd)浓度升高,铜(Cu)、锰(Mn)、铅(Pb)浓度下降,其中锌(Zn)下降显著(P0.05)。堆肥后,抗生素耐药基因aac(6′)-Ib-cr、tet M(P0.05)、erm B(P0.05)和bla CTX-M(P0.05)的相对丰度呈现不同程度的下降,而基因sul1相对丰度增加。高通量测序结果表明,在门水平,各组均以Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes 3个菌门为主。在属水平,各组具有不同的优势物种,同时潜在病原菌属的相对丰度均随堆肥过程降低。通过相关性分析发现,大部分优势菌属与全磷、pH值、重金属Cr及耐药基因sul1、tet M、erm B和bla CTX-M有显著相关性(P0.05)。鸡粪经堆肥后可降低病原菌及抗生素耐药基因相对丰度,但仍存在一定风险,该研究可为实际生产中鸡粪的高效、安全堆肥处理提供参考。     

不同黑臭程度水体底泥细菌群落多样性及组成分析

采用高通量测序技术对不同黑臭程度水体底泥细菌群落结构进行测定,分析底泥理化因子与细菌群落组成的关系。结果表明:不同黑臭程度水体底泥细菌优势菌门均由Proteobacteria、Chloroflexi和Bacteroidetes组成,其中重度黑臭水体底泥Proteobacteria相对丰度高于轻度黑臭水体底泥,而Bacteroidetes呈相反趋势;黑臭水体底泥中存在丰富的潜在除臭菌,在重度黑臭水体底泥中相关功能菌总相对丰度高于轻度黑臭水体;重度黑臭水体底泥中细菌群落多样性明显较低且相似性较差。冗余分析(RDA)及相关性分析表明,不同黑臭程度水体底泥细菌群落α-多样性与底泥铵态氮、总氮、有机质含量呈显著负相关,而与总磷、溶解氧含量表现出正相关关系,溶解氧是影响Proteobacteria和Bacteroidetes相对丰度的主要因素。     

不同产地烤烟细菌群落组成与结构研究

为研究不同产地C2F等级烤烟表面细菌微生物的组成和结构,利用高通量测序技术测试了6个不同产地的C2F等级烤烟在醇化初期烟叶表面可培养细菌的组成和结构。结果表明：6个不同产地的烟叶样品表面分别检测到55、39、33、26、24和15个OTU,其中6个烟叶样品共同的OTU为6个。在属分类水平上,大部分烟叶表面可培养的优势细菌微生物是芽孢杆菌属（Bacillus）,部分烟叶表面活跃着肠杆菌属（Enterobacter）,伯克霍尔德菌属（Burkholderia）和罗尔斯通菌属（Ralstonia）。不同品种和产地的烤烟表面细菌结构具有明显差异,同一品种不同产地的烤烟表面细菌结构也存在明显差异。研究结果为利用细菌微生物醇化不同产区烟叶,提高烟叶品质、优化烟叶醇化流程提供理论依据。     

长期咸水滴灌对棉田土壤细菌和真菌群落结构的影响

【目的】研究长期咸水灌溉对棉田土壤理化性质、细菌和真菌群落结构多样性的影响。【方法】设3个灌溉水盐度处理为0.35、4.61和8.04 dS/m,分别代表淡水、微咸水、咸水3种灌溉水质,采用高通量测序法测定土壤中细菌和真菌群落结构多样性。【结果】与淡水灌溉相比,微咸水和咸水灌溉显著提高了土壤盐分和土壤容重,但降低了土壤pH、有机质和全氮含量。微咸水和咸水灌溉显著增加细菌OTUs,而咸水灌溉显著降低真菌OTUs。咸水灌溉显著增加细菌Chao1和ACE指数,降低Shannon指数,降低真菌Chao1和ACE指数,增加Simpson指数。微咸水和咸水灌溉显著降低细菌RB41、H16、Haliangium、硝化螺旋菌属、溶杆菌属、苔藓杆菌属、酸杆菌属和真菌被孢霉属、粉褶菌属、Tetracladium的相对丰度,但显著增加细菌鞘脂单胞菌属、芽单胞菌属、Gaiella、Ilumatobacter、Solirubrobacter、Nocardioides和真菌弯孢菌属、球腔菌属的相对丰度。随着灌溉水盐度的增加,细菌群落潜在生物标志物的数量逐渐减少,为4个、2个和1个,真菌群落潜在生物标志物数量在微咸...     

牛粪好氧堆肥中真菌群落组成的动态特征

采用高通量测序技术,探究牛粪堆肥过程中真菌群落时空动态变化、营养型及理化参数对真菌群落结构组成影响。结果表明,牛粪堆肥中未分类子囊菌门(Ascomycota)在升温期相对丰度最高,鬼伞属(Coprinus)和Guehomyces为高温期优势菌群,未分类子囊菌门为降温期优势菌属,未分类散囊菌目(Eurotiales)和Zopfiella为腐熟期优势菌群。在空间层次上,Guehomyces和未分类散囊菌目为上层和中层优势菌群,鬼伞属(Coprinus)和Zopfiella为下层优势菌群。在牛粪堆肥过程中腐生真菌相对丰度逐渐升高,堆肥下层相对丰度高于上、下两层。冗余分析(RDA)表明,含水率和温度对真菌群落结构变化影响显著(P0.05)。牛粪堆肥过程中真菌群落结构组成在不同时期和空间上均存在差异,堆肥内真菌群落多数为腐生营养型,真菌群落结构变化与理化因子相关。     

白芨内生细菌组成及多样性分析

[目的]调查白芨内生细菌种类及多样性,为更好地保护和开发利用白芨资源提供科学依据.[方法]应用Illumina MiSeq高通量测序技术测定白芨内生细菌的16S rDNA-V4变异区序列,应用Qiime和Mothur等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元(OTUs)数量,分析物种丰度及分布的差异.[结果]获得用于分析的有效序列和OTU数为49550/48;稀释曲线表明测序深度充分,OTU的数量接近于饱和.白芨内生细菌主要分布于鞘脂单胞菌属(Sph ingomonas,3226%)、地杆菌属(Pecobacter,16.13%)、盐单胞菌属(Halomonas,16.13%)、土壤杆菌属(Agrobacterium,12.90%)、Kaistobactc届(6.45%)、希瓦氏菌属(Shcwanclla,6.45%)、假单胞菌属(Pseudomonas,6.45%)和短波单胞菌属(Brevundimonas,3.23%)8个属.[结论]鞘脂单胞菌属、地杆菌属、盐单胞菌属和土壤杆菌属是白芨内生细菌的优势种群.Illumina MiSeq高通量测序技术能准确反映植物内生微生物的种类组成和真实比例,在植物内生微生物研究中具有明显的优势和可行性.     

基于高通量测序分析豆粕发酵过程中细菌群落结构及多样性

为分析豆粕发酵过程中各阶段的细菌群落结构及多样性,利用MiSeq高通量测序技术检测2批发酵豆粕中细菌的16SrRNA基因V3-V4高变区序列,比较发酵0、24、48h时细菌群落的差异。结果显示:在属水平上,发酵豆粕中的主要优势菌属(≥1.0%)为芽胞杆菌属(Bacillus)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)、魏斯氏菌属(Weissella)、乳球菌属(Lactococcus)、乳酸片球菌属(Pediococcus);随发酵进行芽胞杆菌属相对丰度逐渐降低,乳杆菌属相对丰度先升高后趋于稳定;2批豆粕在整个发酵过程中细菌群落结构变化相似,发酵后期细菌群落结构均趋于稳定;结果表明豆粕发酵过程中微生物群落结构变化是相对稳定的。     

添加麦秸对鸡粪堆肥过程中氮素减排及细菌群落的影响

好氧堆肥是实现鸡粪资源化利用最主要的技术手段,然而在堆肥过程中氮素损失较为严重,既降低肥效又引起严重的污染。本文以纯鸡粪堆肥为对照,利用麦秸将鸡粪堆肥的C/N调节至15,分析了堆肥过程材料中理化性质、氮素转化和微生物群落变化,探讨了减少堆肥氮素损失的技术与机理。结果显示,加入麦秸后堆肥高温持续时间达到23 d,比对照延长了9 d,pH较对照组明显降低,氮素损失降低了39.67%。硝态氮含量达到281.99 mg·kg^-1,比对照增加了68.75%。微生物群落趋于稳定,具有硝化功能的细菌o＿＿Staphylococcales、o＿＿Brachybacterium、f＿＿Staphylococcaceae、g＿＿Staphylococcus、g＿＿Salinicoccus相对丰度比对照分别增加了88.45%、96.39%、88.45%、96.08%、79.20%,有利于堆体氮素保留和转化。试验结果表明,加入麦秸秆之后影响了鸡粪堆肥的细菌群落结构,增加了具有硝化功能的细菌丰度,从而减少了堆体氮素的损失。     

基于高通量测序分析海带表面细菌群落结构

为研究大连登沙河湾和正明寺海带养殖区海带Saccharina japonica表面及其周围海域海水的细菌群落结构,分别于2015年1月、2月和4月,采用Illumina Miseq PE300高通量测序平台对样本基因组DNA的16S r RNA基因V3^V4区PCR扩增片段进行测序分析。结果表明:从两个海区健康海带和海水中获得优化序列分别为130 158条和124 658条,海带序列可归为8个门和99个属,海水序列可归为14个门和135个属;在门水平,海带首要优势门为厚壁菌门(>69%),其次为变形菌门、蓝细菌门、放线菌门和拟杆菌门(>1%),海水首要优势门为变形菌门(>46%),其次为厚壁菌门、拟杆菌门、蓝细菌门和放线菌门(>1%);在属水平,海带主要优势属为乳球菌属(>40%)和芽孢杆菌属(>10%),其次为Solibacillus、假单胞菌属和节杆菌属(>3%),海水首要优势属为弧菌属(21.58%)和乳球菌属(28.29%),其次为科尔韦尔氏菌属、弓形杆菌属和亚硫酸杆菌属(>2%)。研究表明,两个海区海带细菌群落组成相似,海带和海水细菌群落组成则明显不同。     

健康与患根腐病草莓根际、非根际及根内细菌群落多样性

【目的】明确健康与患根腐病草莓根际土壤、非根际土壤以及根内细菌群落组成与多样性。【方法】采用Illumina Miseq高通量测序技术,分别对草莓根际土壤、非根际土壤及根内细菌16S rRNA基因的V3～V4区进行扩增并测序,分析健康与患根腐病草莓根际土壤、非根际土壤及根内细菌群落结构与多样性。【结果】健康与患根腐病草莓土壤及根内细菌多样性丰富,健康草莓组共鉴定出细菌30个门、78个纲、131个目、238个科、489个属,患根腐病草莓组共鉴定出细菌30个门、78个纲、131个目、233个科、483个属。门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为根际和非根际土壤的优势菌门,放线菌门和拟杆菌门的相对丰度在健康与患根腐病草莓根际、非根际土壤中存在差异。根内样品中的优势菌门为变形菌门和蓝细菌门(Cyanobacteria),二者的相对丰度在健康与患根腐病草莓根内存在显著性差异。属水平上,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、新鞘氨醇杆菌属(Novosphin...     

基于高通量测序分析海带表面细菌群落结构

为研究大连登沙河湾和正明寺海带养殖区海带Saccharina japonica表面及其周围海域海水的细菌群落结构,分别于2015年1月、2月和4月,采用Illumina Miseq PE300高通量测序平台对样本基因组DNA的16S r RNA基因V3~V4区PCR扩增片段进行测序分析。结果表明:从两个海区健康海带和海水中获得优化序列分别为130 158条和124 658条,海带序列可归为8个门和99个属,海水序列可归为14个门和135个属;在门水平,海带首要优势门为厚壁菌门(69%),其次为变形菌门、蓝细菌门、放线菌门和拟杆菌门(1%),海水首要优势门为变形菌门(46%),其次为厚壁菌门、拟杆菌门、蓝细菌门和放线菌门(1%);在属水平,海带主要优势属为乳球菌属(40%)和芽孢杆菌属(10%),其次为Solibacillus、假单胞菌属和节杆菌属(3%),海水首要优势属为弧菌属(21.58%)和乳球菌属(28.29%),其次为科尔韦尔氏菌属、弓形杆菌属和亚硫酸杆菌属(2%)。研究表明,两个海区海带细菌群落组成相似,海带和海水细菌群落组成则明显不同。     

鸡粪好氧堆肥效应细菌的分离及筛选

采用自制的简易发酵罐,实验室模拟鸡粪好氧堆肥发酵,测定了堆肥全程细菌浓度变化,并根据菌落、个体形态及染色特征等共分离出效应细菌91株,其中升温阶段35株,高温阶段29株,降温阶段27株.同时通过淀粉水解试验、明胶液化试验、油脂水解试验以及纤维素降解试验对效应细菌进行了相关性研究,筛选出降解能力较强的优势高效菌株14株,其中升温阶段5株,高温阶段3株,降温阶段6株,为堆肥生产提供有价值的参考.     

基于高通量测序天麻土壤细菌群落结构分析

采集昭通彝良荞山镇不同年份种植天麻的土壤样品,记录采集样本名称和样品编号;选取其中3组,通过高通量测序技术,分析天麻种植土壤原壤、一麻壤和方竹壤的细菌群落结构变化及不同土壤中细菌物种丰度的差异。结果表明：原壤中特有细菌OTU > 方竹壤 > 一麻壤;种植并收获一茬箭麻后,与原壤相比一麻壤中特有细菌明显减少,优势细菌丰度降低;种植方竹修复后,方竹壤中特有细菌数量恢复。说明通过种植当地经济作物方竹能修复天麻土壤细菌群落结构。     

薄荷内生细菌的多样性及组成分析

为了调查薄荷内生细菌种类多样性,应用高通量测序技术测定薄荷内生细菌的16S rDNA\|V4变异区序列,采用Qiime和Mothur等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元（OTUs）数量,分析物种的丰度、分布和α多样性,以及物种丰富度的差异。研究获得用于分析的有效序列和OTU数为60 034/226;稀疏曲线表明测序深度充分,OTU的数量接近于饱和。薄荷（样品名BH）的Chao 1指数为226.0,Shannon多样性指数为2538。薄荷内生细菌分布于以下10个属：食酸菌属（Acidovorax,65.34%）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas,17.32%）、土地杆菌属（Pedobacter,5.88%）、甲基杆菌属（Methylobacterium,4.33%）、Luteolibacter属（1.94%）、土壤杆菌属（Agrobacterium,153%）、鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium,1.30%）、金黄杆菌属（Chryseobacterium,0.92%）、黄杆菌属（Flavobacterium,0.78%）、Dyadobacter属（0.67%）;薄荷内生细菌优势菌属为食酸菌属（Acidovorax,65.34%）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas,17.32%）。Illumina MiSeq高通量测序技术为植物内生细菌的研究提供了更加准确、科学的数据资源。     

耐旱与旱情敏感甘蔗品种根际土壤细菌群落组成及功能比较

[目的]比较耐旱性不同甘蔗品种根际土壤的细菌群落结构及功能,为筛选和开发利用有益功能细菌及构建新型甘蔗耐旱评价体系提供理论依据.[方法]选用耐旱甘蔗品种桂辐98-296和旱情敏感甘蔗品种桂糖36号,在设施内进行桶栽管理,以不种植甘蔗的盆土为空白对照(CK);采集其根际土壤及CK土壤样品,基于MiSeq高通量测序技术分析...     

光合细菌对鸡粪和米糠堆肥发酵的影响研究

利用光合细菌对鸡粪和米糠堆肥发酵的影响进行研究,结果表明:光合细菌可以明显提高堆肥初期发酵温度,加快堆肥物料的水分挥发,并且p H值稳定在7.0左右,发酵效果较好,具有保氮、固氮作用。     

陕北黄土丘陵沟壑区苔藓内生细菌群落多样性分析

以延安市当地藓结皮中的土著优势种土生对齿藓(Didymodon vinealis)、反扭藓(Timmiella anomala)和青藓(Brachythecium albicans)为研究对象,分析3种苔藓植株内生细菌的群落组成和多样性,揭示3种不同品种的苔藓植株内生细菌的群落结构及多样性差异。采用高通量测序技术分析3种苔藓植株内生细菌16S rRNA基因V3~V4 变异区序列,使用生物信息学方法分析3种苔藓内生细菌的群落结构及多样性。结果表明：土生对齿藓、反扭藓、青藓3种苔藓测序共获得178 173条有效序列,在97%一致性下共产生705个有效的OTUs。在门、纲和属水平上,土生对齿藓的优势类群分别是蓝藻细菌门(Cyanobacteria,57.91%)、变形菌门(Proteobacteria,41.00%),γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,35.02%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,5.92%)和假单胞细菌属(Pseudomonas,24.92%)、(Massilia,6.26%);反扭藓分别为蓝藻细菌门(Cyanobacteria,40.05%)、变形菌门( Proteobacteria,40.88%),α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,30.87%)和(Phytohabitans,4.10%)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,3.93%);青藓分别是蓝藻细菌门(Cyanobacteria,80.49%)、变形菌门(Proteobacteria,15.26%),γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,7.66%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,7.45%)和假单胞细菌属(Pseudomonas,6.46%)。Alpha多样性和Beta多样性分析表明,反扭藓的Chao1指数(370.667)和Shannon指数(5.368)最大,基于韦恩图分析3种苔藓存在87个共有OTUs,土生对齿藓、反扭藓和青藓独有OTUs分别为7、175和13,说明3种苔藓不仅有较高的细菌多样性,还存在一定的差异。典范对应分析(Canonical Correlation Analysis, CCA)结果表明,土壤中有效氮(AN)和有机质(OM)的含量是影响3种苔藓内生细菌的群落多样性变化的主要因素。3个不同品种的苔藓的内生细菌种类丰富,群落结构组成和丰度均存在较大的差异,且苔藓所生长的微环境如有效氮和有机质的含量会对其内生细菌群落结构和多样性有较大影响。本研究可为苔藓内生细菌菌种资源的开发和生产应用提供理论支持。